220v10a高功率因数高效直流开关电源

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1、万方数据麓蠢与皴术头，即从用电设备本身着手，使用电设备本身对电网无公害。这里就必须用到滤波器，无源滤波器体积重量大，功率因数提高有限；有源滤波体积小重量轻，功率密度大有很好的利用前景，本文中采用的就是有源滤波器，主电路拓扑采用Boost升压斩波型电路，工作于CCM状态，具有大于95％的效率，适合中等和较大功率场合。Boost升压斩波输出电压为375V，一般来说不能直接利用，必须有DC／DC变换。这里用到的是软开关移相谐振式ZVSDC／DC变换器，由于采用软开关技术，此种变换器具有较高的效率，约为87％。80kHz的工作频率可

2、以大大减小整个电源的体积和重量(样机约20kg)，采用多重保护可以提高电源的可靠性。与民用电源相比，军用电源则要求更高。要在可靠性，机动性，电气性能，隐蔽性，维修性，适应性[1]等多方面加以强化。把所有控制芯片用军品代替，可以得到在恶劣条件下应用的高可靠性电源。传统的军用电源效率与功率因数都不高，重量较大，若采用此电源，可以满足小电磁干扰、低谐波污染，轻重量，高可靠性等方面的要求。本系统在稍加修改调整输出电压情况下，可以为多数直流用电设备供电。二、电源结构1．整机结构电源采用两级结构，前级完成功率因数校正，一20一国防技术基

3、础2004年第6期图1系统整体结构图如图l，电源采用模块结构，这样可以更好的加强电源的可通用型，可以方便的实现负载多机均流，可以加强电源的维护管理和利用。2．PFC电路(1)PFC主电路结构如图2所示，PFC主电路采用Boost型升压斩波电路，为了减小主开关管Q1的开关损耗，和主功率二极管D1的反向恢复电流，这里增加了无损缓冲回路，如图2。385VDCOUT图2PFc主电路图图中，Ll为升压储能电感，Ql为可关断半导体功率开关IGBT器件，L2、Dl、D2、D3、D4、C1、C2构成反向恢复电流抑制及过电压吸收电路，C3，C

4、4为输出直流平波电容器。(2)PFC控制电路PFC控制电路采用UC3854A，此芯片采用平均电流控制方式，这种控制方法实际上是用整流桥输出电压的检测信号和电压误差放大器输出信万方数据号的乘积产生电流基准信号，由此基准信号与电感电流采样信号经电流误差放大器比较放大后输出，然后与锯齿波比较，生成PWM脉冲并驱动开关管。这种方法增加了电流环，使系统既有电压环又有电流环，可以使电流的误差精确快速的被控制，具有更好的校正效果。图3是经改进的UC3854控制电路。图5PFc控制电路(示意图)5．FBzVsDC／Dc变换器(1)主电路拓扑

5、主电路采用“H”形桥拓扑结构，4支IGBT分别并联电容，反并联的二极管已经包含在IGBT内部，串连在原边一侧的T4是一个电流互感器，用来在逆变回路电流过大时起到保护作用，其输出经滤波后送到Uc3875的电流取样Cs+上，在电压升至2．5V时，封锁所有输出脉冲，直至电流取样恢复正常为止。变压器副边采用全桥整流，采用超快恢复二极管DsEl60—10A，与双半波相比有效减少整流管的承受的反压；在直流输出上串连O．1Q的电阻，对输出平均电流进行采样，以达到对平均电流限制的目的。具体的电路如图4：图4主电路拓扑(示意图)装备写技术‘k

6、一(2)控制电路及驱动电路a．控制方式及控制电路。DC／DC变换采用移相PWM控制方式，它结合了传统的PWM技术和谐振变换技术。同一桥臂的开关管脉冲互补，以“对角线”方向的功率管同时道通为主要的能量传递方式，两个桥臂的道通之间存在一个相位差，即移相角，靠控制移相角来控制输出电压脉冲宽度，从而来调节输出电压的幅值。结合主功率变压器的漏感，加上外加谐振电感和功率管的并联的电容，可以实现开关管的零电压开关；超前桥臂比较容易实现零电压开关的条件，而滞后桥臂不容易实现。在保护方面，除了电压闭环和在主电路中所提到的逆变电流保户，在控制电

7、路里加入了对输出的平均电流进行限制的电流环，一方面可以提高整个系统的响应速度，另一方面可以防止过流，整个控制电路如图5。n!图5Dc／Dc控制电路(示意图)b．驱动电路。驱动电路采用Unitrode公司的IGBT、MOSFET高速驱动电路UC3708，具有3．0A峰值图腾电流输出，具有过温度保护，高速驱动；驱动回路还采用4路驱动信号分别用脉冲变压器隔离，和输出的正负电平钳位，从而确保整个系统的可靠。其中的两路驱动电路如图6所示。4．器件的选择及参数a．PFC和ZVsDC／DC的主功率管采用仙童半导体公司的高速IBGTHGTG

8、20N60A4D。PFC储能电感L=485“H，C1=0．2uF，C’=O．01uF吸收电感L’=9uH，吸收二级管采用DSEll2一10A，2004年第6期国防技术基础一2l一万方数据拶装裔鞠技零电路工作频率100kHz。出结果：只有3次谐波约为9％其余均比较小。根据公式分析可得出此系统